[發(fā)明專利]通過受控的過度補償改善溫度漂移補償

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680047281.3
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN108136576A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·米特曼;S·卡得克;M·海格;R·米勒;湯瑪斯·普魯克;邁克爾·格勒爾
• 申請（專利權(quán)）人: 庫卡德國有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;謝強

本發(fā)明涉及一種用于修正操縱器參數(shù)的方法，其中，至少根據(jù)操縱器參數(shù)來控制操縱器。在此，確定操縱器參數(shù)的時間變化，并根據(jù)所確定的操縱器參數(shù)的時間變化來校正操縱器的定位精度中的殘留誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于修正操縱器參數(shù)的方法。

背景技術(shù)

機器人、尤其是工業(yè)機器人是自動控制的、可自由編程的多用途操縱器。它們被設(shè)計用于工業(yè)環(huán)境中，并且可以用于生產(chǎn)工廠的不同區(qū)域。例如，工業(yè)機器人可以用于在加工站或測量站中測量構(gòu)件的一個或多個測量點，或在工件上運行特定的軌跡程序，并因此借助例如折邊工具來處理工件或構(gòu)件。

為了能夠獲得機器人的完整的運動學(xué)模型，通常在使用之前通常必須對工業(yè)機器人進行校準(zhǔn)。為此，必須確定機器人機構(gòu)的各種參數(shù)，以便最終獲得完整的機器人模型。此外，必須關(guān)于待測量的或待加工的構(gòu)件對機器人定向：在這種情況下，必須建立從機器人坐標(biāo)系到工作站坐標(biāo)系或者構(gòu)件的聯(lián)系。為此，可以例如駛向參考點，其代表空間中的固定點。參考點可以例如被視覺地讀取，或者也可以由機器人手動地駛近。由于參考點的位置已經(jīng)在世界坐標(biāo)系中被定義，因此可以通過檢測參考點并借助于機器人坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間的相應(yīng)轉(zhuǎn)換來確定例如機器人的末端執(zhí)行器的準(zhǔn)確位置。

由于機器人的機械元件中的摩擦以及電氣組件的廢熱，機器人機構(gòu)的溫度會發(fā)生改變。這可能導(dǎo)致各個元件的尺寸變化，以及隨之而來的液體粘度的變化和諸如傳動機構(gòu)的元件的彈性的變化。如果機器人模型的參數(shù)沒有周期性地更新，則在機器人的定位中會產(chǎn)生所謂的漂移，這種漂移會疊加在機器人的重復(fù)精度和絕對精度上。這種漂移可以關(guān)于位置已知的或位置已測量得到的固定的基準(zhǔn)體或參考體測量得到。

根據(jù)企業(yè)內(nèi)部的操作流程已知：在校準(zhǔn)時要確定一優(yōu)化的模型參數(shù)組。該模型參數(shù)組或可參數(shù)化的數(shù)學(xué)機器人模型在此用于控制操縱器。為了確定優(yōu)化的模型參數(shù)組，需要測量機器人關(guān)于溫度穩(wěn)定的校準(zhǔn)體的定位偏差。然后通過使定位的殘留誤差最小化來實現(xiàn)這種優(yōu)化。由于溫度漂移對不同姿勢的影響會產(chǎn)生不同強度的效果，因此試圖通過操縱器的極限姿勢來確定發(fā)生最大程度的變化并覆蓋較大的軸范圍的軸位置。但是這只能補償在校正體上測量時的結(jié)果。然而，由于運動機構(gòu)的溫度變化所造成的影響不能通過校準(zhǔn)體上的機器人姿勢來映射，因此不能被補償。

在一個典型的測量周期中，一個構(gòu)件被引入到測量室中、被測量然后緊接著又被引出。在此會使得機器人變熱。因此，在周期開始時所確定的機器人模型的參數(shù)在該周期過程中相對于機器人的實際定位會變得越來越差。因此，關(guān)于所測量的點的更高的殘留漂移預(yù)計是在該周期的后期。

用于整個工作空間的優(yōu)化參數(shù)組的有效性基于如下假設(shè)：所選出的極限姿勢呈現(xiàn)出所有的溫度效應(yīng)。但是這種方法的風(fēng)險在于：會有部分工作空間未被覆蓋到或者通常沒有考慮到與溫度相關(guān)的效應(yīng)。這導(dǎo)致在構(gòu)件點上出現(xiàn)明顯的殘留漂移。構(gòu)件上的這種殘留漂移在此由未被補償?shù)?、與溫度相關(guān)的對定位的影響以及自上次校準(zhǔn)以來由于運動機構(gòu)的變熱而導(dǎo)致的溫度漂移組合而成。

發(fā)明內(nèi)容

由此，本發(fā)明的目的在于提出一種方法和一種機器人系統(tǒng)，其至少部分地將上述缺點最小化。本發(fā)明的另一目的在于提高機器人或操縱器的精度。

本發(fā)明的上述和其他目的通過獨立權(quán)利要求的主題來實現(xiàn)。

本發(fā)明包括一種用于修正操縱器參數(shù)的方法。在這種情況下，操縱器參數(shù)特別適用于對操縱器的控制，或者說至少可以根據(jù)操縱器參數(shù)來控制操縱器。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，為了控制操縱器，可能需要一個或多個操縱器參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的用于修正操縱器參數(shù)的方法因此可以用于修正一個或多個這樣的操縱器參數(shù)。